CN104041654A

CN104041654A - 一种组织培养法生产富硒大米蛋白的方法

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Publication number: CN104041654A
Application number: CN201410294093.3A
Authority: CN
Inventors: 付湘晋; 林亲录; 任佳丽; 吴伟; 吴越
Original assignee: Central South University of Forestry and Technology
Current assignee: Central South University of Forestry and Technology
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-06-27
Also published as: CN104041654B

Abstract

一种组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，包括以下步骤：（1）新鲜糙米或大米胚清洗；（2）糙米或大米胚消毒；（3）添加无机硒溶液及植物生长调节剂对糙米或大米胚进行组织培养；（4）收集培养好的糙米或大米胚，水洗，打浆；（5）提取蛋白，获得富硒大米蛋白。本发明之富硒大米蛋白产品可作为缺硒人群的营养补充剂。

Description

一种组织培养法生产富硒大米蛋白的方法

技术领域

本发明涉及一种营养食品的生产方法，具体地说是涉及一种富硒大米蛋白的生产方法。

背景技术

近年来的调查研究（中国居民营养与健康调查，2002）表明，我国相当部分人口膳食中锌、硒、锗、钙、铁、碘等微量元素摄取不足。就硒而言，世界上有2/3的地区、中国72%的县市缺硒。较常出现硒缺乏症的是正在发育的儿童、青少年、孕妇和乳母，开发富硒元素的营养添加物对提高我国人们健康水平具有重要意义。

稻米是我国70%的人的主食，以稻米为矿质营养源具有符合人们饮食习惯、安全性高的优点。目前，稻米富集微量元素的方法主要有种植法和发芽法。如在种植过程中施用富硒肥生产富硒稻米已经实现产业化；富硒发芽糙米[杨椰, 王博, 胡小芳, 蒲云峰, 钟耕. 无机硒在糙米发芽中的有机转化及对糙米化学组分影响. 中国粮油学报, 2011, 26(9): 1-5]、富锌发芽糙米[李涛, 梁建芬, 方坚. 富锌发芽糙米的研制及其锌的HCl 提取率的变化研究. 食品科技,2007, 10: 64-67]、富钙发芽糙米[江湖，付金衡，苏虎，等. 富钙发芽糙米的生产工艺研究. 食品科学, 2009, 30(16): 83-85]、富铁发芽糙米[江湖, 付金衡, 苏虎, 王水兴, 张泓富. 富铁发芽糙米生产工艺研究. 安徽农业科学, 2009, 37(26) : 12703-12704]、富铬发芽糙米[高红梅, 丁志刚. 富铬发芽糙米对大鼠脂类代谢的影响. 中国粮油学报, 2009, 24(8): 1-3]均已有报道。

但是种植法和发芽法分别存在以下缺点：

（1）种植法富集效率低、生产周期长、富集浓度低

种植法生产富微量元素产品生产周期需3个月以上；种植法富集时，主要采用施微量元素肥，肥料中的微量元素只有一部分被作物吸收，大量微量矿质元素进入环境，损失较大；且被作物吸收的微量元素中又只有一小部分富集于可食用部位，富集浓度有限，所以种植富集法效率很低。

（2）发芽法产品口感差，其中纤维素结合态微量矿质元素利用率低

发芽法工艺以保留有种皮及胚的去壳谷物为原料，先浸泡，再保温保湿发芽，干燥。发芽法具有效率高的优点。但发芽谷物中大部分矿质元素集中分布在种皮中以低营养价值形态（如纤维素结合态）存在，被人体消化吸收利用率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种生产周期较短，富集效率较高，且富集后的微量元素被人体消化吸收利用的程度较高的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，包括以下步骤：

（1）清洗：将新鲜糙米或稻米胚用自来水冲洗，洗去粘在表面的微生物和灰尘；

所述新鲜糙米或稻米胚优选当年采收之稻谷加工的糙米或胚；

（2）消毒：将经步骤（1）清洗的新鲜糙米或稻米胚用消毒液浸泡消毒5min-30min，然后再用无菌水清洗，共循环消毒-清洗1-5次；

所述消毒液为次氯酸钙溶液、次氯酸钠溶液、二氧化氯溶液、氯溶液、双氧水、臭氧溶液、酸性氧化电位水、过氧乙酸溶液、乙醇溶液或草酸溶液等；

（3）胚组织培养：

将经过步骤（2）消毒的新鲜糙米或稻米胚置于经过灭菌的发酵容器中，添加无菌浸泡液，在摇床转速80-110r/min、温度20-35℃下，发酵12-96h（优选48-72h）；　

或者将经过步骤（2）消毒的新鲜糙米或稻米胚置于经过灭菌的发酵容器中，添加无菌浸泡液，在15－35℃下浸泡4－24h，再置于发酵浅盘中，在 20－35℃下培养12－48h（优选 24－30h）；

所述无菌浸泡液中含无机硒及植物生长调节剂；

所述无菌浸泡液无机硒中的硒元素的浓度优选为5mg/L-80mg/L，所述无机硒源优选亚硒酸钠和\或亚硒酸；

所述植物生长调节剂包括2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、激动素（KT）、α-萘乙酸（NAA）、6-苄氨基嘌呤 (6-BA)等，所述无菌浸泡液中植物生长调节剂的浓度分别为：2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)的浓度为0.5-6.5 mg/L、激动素（KT）的浓度为0-2.0 mg/L、α-萘乙酸（NAA）的浓度为0-1.0 mg/L 、6-苄氨基嘌呤 (6-BA)的浓度为0-2.0 mg/L；

（4）收集培养物：采用离心或过滤的方法收集经步骤（3）培养的新鲜糙米或稻米胚，再水洗，打浆；

（5）提取蛋白：先用0.1-2N（优选0.5-1N）的NaOH溶液调pH值至9-13，搅拌，过滤，取滤液，加0.1-2N（优选0.5-1N）的HCl溶液调pH值至5-7，过滤，收集滤渣，即得。

本发明采用植物组织培养工程技术方法，把稻米胚作为生物组织反应器，通过添加植物生长调节剂，使胚细胞部分脱分化，再通过优化培养条件，促进谷物胚组织细胞合成能结合矿质元素的蛋白、肽类物质，如金属蛋白、金属螯合肽，使微量矿质元素硒高营养价值形态（如蛋白结合态、肽结合态）富集。

本发明采用组织培养法富集微量元素，属本发明首创，有如下优点：（1）富集效率高：与种植富集法相比，胚组织培养富集微量矿质元素成本低、效率高；胚组织培养富集只需1-3天；（2）富集浓度高：本发明采用组织工程技术方法，通过植物生长调节剂的调节作用，使微量矿质元素高营养价值形态（如蛋白结合态、肽结合态）富集；（3）本发明所得谷物蛋白富含多种营养成分：稻米胚组织培养过程中，会形成大量具有保健活性的营养成分，如谷胱甘肽、金属硫蛋白、超氧化物歧化酶、金属螯合肽等，糙米胚中还会富集γ-氨基丁酸。

本发明之富硒大米蛋白产品可作为缺硒人群的营养补充剂。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

本实施例包括以下步骤：

（1）清洗：当年采收稻谷，脱壳后，收集新鲜糙米，用自来水冲洗；

（2）消毒：将经步骤（1）清洗的糙米用臭氧溶液（浓度为2mg/L）浸泡消毒30min，然后再用无菌水清洗3次，臭氧溶液浸泡与无菌水清洗操作循环3次；

（3）胚组织培养：将经过步骤（2）消毒的糙米置于经过灭菌的发酵容器中，添加相当于消毒糙米重量3倍的无菌浸泡液浸泡（25℃）8h，所述无菌浸泡液含植物生长调节剂（2,4-D 4.0mg/L、KT1.0 mg/L、6-BA2.0 mg/L）、亚硒酸钠（浸泡液中硒元素的浓度为30mg/L）；再置于发酵浅盘培养，温度25℃，时间24h；

（4）收集培养物：离心收集经步骤（4）培养的含胚糙米，无菌水洗3次，加入相当于糙米重量5倍的无菌水打浆，得浆液；

（5）提取蛋白：滴加1N的NaOH溶液调pH值至12，搅拌20min，过滤，取滤液，加1N的HCl溶液调pH值至6.0，过滤，收集滤渣，即得。

本实施例所得富硒大米蛋白中有机硒含量采用湿法消化-原子荧光光谱法测定（杨椰, 王博, 胡小芳, 蒲云峰, 钟耕. 无机硒在糙米发芽中的有机转化及对糙米化学组分影响.中国粮油学报, 2011, 26(9):1-5），含量为11.4μg/g。

现有技术中已经报道的富硒发芽糙米中硒含量仅为2.5mg/kg[杨椰, 王博, 胡小芳, 蒲云峰, 钟耕. 无机硒在糙米发芽中的有机转化及对糙米化学组分影响. 中国粮油学报, 2011, 26(9): 1-5]。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

（1）清洗：收集当年采收稻谷碾米时的副产物米胚，用自来水冲洗；

（2）消毒：将经步骤（1）清洗的米胚用二氧化氯溶液（浓度为500mg/L）浸泡消毒30min，然后再用无菌水清洗3次，二氧化氯溶液（浓度为500mg/L）浸泡与无菌水清洗操作循环2次；

（3）胚组织培养：将经过步骤（2）消毒的米胚置于经过灭菌的发酵容器中，添加相当于消毒米胚重量3倍的无菌浸泡液，无菌浸泡液含植物生长调节剂（2,4-D 3.0mg/L、激动素KT1.0 mg/L、NAA0.2 mg/L、亚硒酸钠（浸泡液中硒元素的浓度为20mg/L）；温度20℃，发酵72h，500mL三角瓶装液150mL，摇床转速90r/min；

（4）收集培养物：过滤收集经步骤（3）培养的米胚，无菌水洗3次，加入相当于米胚重量10倍的无菌水打浆，得浆液；

（5）提取蛋白：滴加1N的NaOH溶液调pH值至12，搅拌20min，过滤，取滤液，加1N的HCl溶液调pH值至5.5，过滤，收集滤渣，即得。

本实施例所得富硒大米蛋白中有机硒含量采用湿法消化-原子荧光光谱法测定（杨椰, 王博, 胡小芳, 蒲云峰, 钟耕. 无机硒在糙米发芽中的有机转化及对糙米化学组分影响.中国粮油学报, 2011, 26(9):1-5），含量为15.7μg/g。

Claims

1. 一种组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）清洗：将新鲜糙米或稻米胚用自来水冲洗；

（3）胚组织培养：

将经过步骤（2）消毒的新鲜糙米或稻米胚置于经过灭菌的发酵容器中，添加无菌浸泡液，在摇床转速80-110r/min、温度20-35℃下，发酵12-96h；　

或者将经过步骤（2）消毒的新鲜糙米或稻米胚置于经过灭菌的发酵容器中，添加无菌浸泡液，在15－35℃下浸泡4－24h，再置于发酵浅盘中，在 20－35℃下培养12－48h；

所述无菌浸泡液中含无机硒及植物生长调节剂；

（5）提取蛋白：先用0.1-2N的NaOH溶液调pH值至9-13，搅拌，过滤，取滤液，加0.1-2N的HCl溶液调pH值至5-7，过滤，收集滤渣，即得。

2.根据权利要求1所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述新鲜糙米或稻米胚为当年采收之稻谷加工的糙米或稻米胚。

3.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述消毒液为次氯酸钙溶液、次氯酸钠溶液、二氧化氯溶液、氯溶液、双氧水、臭氧溶液、酸性氧化电位水、过氧乙酸溶液、乙醇溶液或草酸溶液。

4.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述摇床培养的时间为48-72h。

5.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述发酵浅盘中培养的时间为 24－30h。

6.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述无菌浸泡液无机硒中的硒元素的浓度为5mg/L-80mg/L。

7.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述无机硒源亚硒酸钠和\或亚硒酸。

8.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述植物生长调节剂包括2,4-二氯苯氧乙酸、激动素、α-萘乙酸、6-苄氨基嘌呤，所述无菌浸泡液中植物生长调节剂的浓度分别为：2,4-二氯苯氧乙酸的浓度为0.5-6.5 mg/L、激动素的浓度为0-2.0 mg/L、α-萘乙酸的浓度为0-1.0 mg/L 、6-苄氨基嘌呤的浓度为0-2.0 mg/L。

9.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述NaOH溶液的浓度为0.5-1N。

10.根据权利要求1或2所述的组织培养法生产富硒大米蛋白的方法，其特征在于，步骤（5）中，所述HCl溶液的浓度为0.5-1N。